Manufacturing
La fase di controllo rappresenta solitamente una delle ultime fasi prima dell'invio del componente al cliente per l'utilizzo previsto. Per sua stessa de nizione, la fase di controllo rappresenta, secondo le de nizioni date nel capitolo 4.1, un'operazione critica, poiché il controllo se male eseguito può non ltrare dei pezzi che in realtà andrebbero trattenuti per ulteriori accertamenti, rilavorazioni o addirittura scartati per evidenti non conformità. Il compito del controllo è quindi quello di segnalare alla produzione tutte le non conformità, di ltrare i pezzi non conformi, di occuparsi delle richieste di deroghe e di mettere in pratica le azioni correttive tese a migliorare la qualità del prodotto. Nel capitolo 3.2.3 sono stati descritti i principali strumenti del controllo, che devono servire per controllare un pezzo e le sue caratteristiche siche (dimensioni, rugosità, tolleranze). Per poter eseguire al meglio il controllo del prodotto, si possono utilizzare vari tipi di controllo:
1. controllo eseguito dall'operatore sotto macchina, che rappresenta il controllo che l'operatore esegue con l'ausilio degli strumenti descritti nel capitolo 3.2.3. In tale modo, vengono eseguiti i controlli delle quote rilevabili sicamente sotto macchina, quali un diametro o la lunghezza di una barra, senza andare a smontare sicamente il pezzo dalla macchina; 2. controllo assistito dal caporeparto, che rappresenta un controllo con indice di criticità
più severo. Questo tipo di controllo viene eseguito nel caso di lavorazioni che richiedano una certa manualità, o che comunque richiedano una certa dose di esperienza per poterle eettuare, come ad esempio i primi lotti di fornitura per i quali non è sempre facile capire quale tipo di strumenti siano necessari per eseguire il controllo. In questo caso il caporeparto assiste l'operatore per evitare possibili errori ed aumentare l'a dabilità della fase;
3. controllo di linea, che rappresenta un controllo che viene eseguito sicamente sulla mac-china da personale specializzato. In questo caso possono rientrare controlli di particolari complessi, per i quali è necessario a darsi a personale della sala controllo e per i quali è necessario preparare degli strumenti speci ci, come ad esempio alesametri di lunghezze particolari. In tale caso, personale specializzato della sala controllo esegue tutte le misure necessarie e dà il benestare per proseguire le lavorazioni;
4. controllo in sala, che rappresenta il controllo più severo. In questo caso, è necessario smontare il pezzo dalla macchina e portarlo nella sala controllo termostatata, in cui verrà controllato alle macchine di misura o su strumenti quali pro lometro o rugosimetro per accertamenti approfonditi. Questo tipo di controllo è eettuato su particolari critici o con
caratteristiche da rilevare non siano misurabili sulle macchine, quali ad esempio tolleranze geometriche.
Questi tipi di controllo sono decisi dal metodista in fase di stesura del ciclo. Nel caso di pezzi particolarmente critici, per i quali siano richieste quali che come il piano FAI (che sarà descritto nel capitolo 5.3) o che siano componenti la cui produzione è al primo lotto, è possibile richiedere il controllo in sala del primo pezzo del lotto. Infatti i componenti aeronautici sono particolari che possono avere al massimo una dimensione da piccola serie (circa 100-200 parti per anno) per i quali è richiesto che i lotti siano conformi sin dalla prima fornitura. È solitamente previsto, per ogni nuova fornitura, un primo pezzo mock-up, che deve servire per capire le potenzialità delle macchine utensili nella lavorazione del particolare, per provare il programma CAM con tutti gli utensili, per vedere se l'attrezzatura progettata per le lavorazioni permette di raggiungere le tolleranze richieste a disegno e per capire se il pezzo si deforma durante la lavorazione. L'ultimo problema è uno dei più delicati. I greggi di fusioni e specialmente i forgiati, in seguito al processo di fabbricazione, presentano delle tensioni residue considerevoli nelle bre del materiale. In seguito all'asportazione del materiale in fase di lavorazione, i componenti ridistribuiscono le tensioni e quindi le deformazioni, che ne conseguono possono arrivare a deformare il pezzo, specialmente nei forgiati di grandi dimensioni, anche nell'ordine di grandezza del millimetro. Mentre nel mondo della serie medio-grande (>1000 pezzi) è possibile studiare il processo di deformazione con un numero piccolo ma comunque considerevole di particolari, nella piccola serie e nel mondo aeronautico è concesso solo un pezzo per tale studio; il quale pezzo poi viene solitamente destinato a prove distruttive sul campo, per testare la resistenza meccanica del componente. Per questo motivo, il metodista può inserire come controllo un controllo in sala del primo pezzo, in modo da capire quali problemi possono veri carsi durante le lavorazioni, ed eettuare le correzioni necessarie a nché tutto il lotto di particolari sia prodotto conforme. Per il controllo dei prodotti in Digital Manufacturing e per la redazione dei piani FAI relativi a tali parti, vengono emessi i piani di controllo.
5.1. Piani di Controllo (Dimensional Inspection Plan)
I piani di controllo, il cui acronimo è PDC (DIP in inglese, che sta per Dimensional Inspection Plan) sono dei documenti, realizzati in Digital Manufacturing, nalizzati al controllo dei partico-lari . Prima dell'avvento del DMFG, era possibile controllare i componenti utilizzando i disegni ballonati.
5.1.1. Controllo con disegni ballonati e fogli operativi ballonati
I disegni ballonati rappresentano il metodo per eseguire il controllo dei particolari lavorati, prima dei piani di controllo . I disegni ballonati possono essere utilizzati solo nel controllo nale del pezzo, in quanto in essi sono presenti le quote del pezzo nito, così come deve essere consegnato al cliente. Nel caso che il controllo sia eettuato su fasi intermedie di lavorazione, sono utilizzati dei fogli operativi validi solo per la ballonatura.
Le fasi intermedie di lavorazione fanno riferimento a quote diverse rispetto al disegno nito, poiché tengono conto del processo produttivo utilizzato per eseguire la lavorazione dei
sovrame-Figura 5.1.: Disegno ballonato
talli e delle quote necessarie al controllo ed alla produzione, quote che possono dierire rispetto a quelle richieste a disegno. Un esempio di questo fatto sono le tolleranze ristrette per esigenze di lavorazione viste nei fogli operativi ( gura A.5). Per necessità di eseguire una piazzatura precisa nelle fasi successive, può essere richiesto, dal metodista responsabile del ciclo, di eseguire dei fori spina con una tolleranza di posizione dell'ordine dei centesimi, con dei fori di diametro minore del necessario che saranno poi lavorati nelle fasi successive. Nel disegno nito tali quote e tol-leranze non sono richieste, ma sono necessarie per una corretta realizzazione del particolare. In tale caso, viene eseguita la ballonatura dei fogli operativi delle fasi intermedie di lavorazione. Sul foglio operativo utilizzato per la ballonatura deve essere apposto il timbro VALIDO SOLO PER BALLONATURA, in modo che non sia confondibile con i fogli operativi destinati all'o cina. Le regole utilizzate per la ballonatura sono le stesse sia per i fogli operativi che per il disegno nito:
1. sono soggette a ballonatura tutte le quote siche sicamente ed oggettivamente misurabili sul pezzo. Per cui vengono ballonate tutte le dimensioni del particolare, che siano diametri, distanze tra piani, smussi, raccordi;
2. le quote basiche non devono essere ballonate, in quanto non sono sicamente misurabili sul pezzo. Questo perché alle quote basiche sono solitamente associate delle tolleranze con riferimento (posizione, concentricità, forma, perpendicolarità, parallelismo, inclinazione e oscillazione) e le dimensioni basiche rappresentano le quote esatte rispetto ai riferimenti a cui la tolleranza geometrica si riferisce. Per questo anche sul report della macchina di misura vengono visualizzate le letture rispetto al nominale, ma il valore principale, che determina il rispetto del disegno o la non conformità, rimane il valore della tolleranza geometrica. Sono
quindi caratteristiche non controllabili direttamente, ma solo indirettamente, attraverso la tolleranza geometrica;
3. le rugosità devono essere ballonate, in quanto rappresentano caratteristiche siche control-labili tramite rugosimetro;
4. le note del disegno devono essere ballonate e controllate. Le note presenti sul disegno rimandano a note della DBT, che speci cano delle indicazioni costruttive per il componente, quali ad esempio le zone da proteggere da un trattamento o come rappresentare uno schema di verniciatura con colori dierenti, per cui nel disegno sono indicate zone dierenti che richiamano note dierenti. Non è necessario che il controllo sia per forza eettuato con uno strumento di misura. Infatti sul particolare possono essere eettuati anche esami visivi, per la veri ca del corretto montaggio della normaleria, per il controllo della marcatura o per il controllo della verniciatura. Anche le note della DBT non presenti a disegno devono essere ballonate e controllate;
5. le dimensioni che si riferiscono a due componenti diversi e che si escludono a vicenda devono essere ballonate entrambe, ma sarà controllata solo quella relativa al P/N prodotto. Se ad esempio viene costruito uno stesso componente con due materiali diversi, quali magnesio ed alluminio, e ad una stessa sede del pezzo in magnesio si applica una dimensione dierente dal pezzo in alluminio, queste vengono ballonate entrambe e nel FAIR al ballone relativo alla dimensione non applicabile sarà segnato N/A. Questo perché a ogni P/N deve essere associato un solo disegno ballonato, in modo da evitare fraintendimenti.
Un esempio di disegno ballonato è mostrato in gura 5.1.
5.1.2. Procedura per la realizzazione dei Piani di controllo
I piani di controllo sono documenti che vengono realizzati con il software CATIA® a partire dalle matematiche del modello nito. Il PDC è una rappresentazione su tavola 2D della matematica che serve in fase di controllo per la veri ca di tutte le quote e delle caratteristiche funzionali del componente. È anch'esso un documento che presenta i balloni per la realizzazione del piano FAI; pertanto le regole per la ballonatura sono le stesse descritte nel capitolo 5.1.1.
5.1.2.1. Cartiglio di un Piano di controllo
Il cartiglio è visualizzabile in gura 5.2, e contiene tutte le informazioni del componente. Sul margine sinistro e sul margine alto contiene le divisioni del foglio in zone, in modo da poter far riferimento , se fossero necessari dei chiarimenti, ad una particolare zona del foglio. Sul margine sinistro del foglio, partendo dal basso e andando verso l'alto (che in realtà sarebbe margine alto, leggendo da sinistra a destra, poiché i DIP si leggono in orizzontale), sono presenti le seguenti informazioni:
ragione sociale dell'azienda che redige il piano di controllo;
Part Number del componente di cui viene redatto il PDC; il nome del P/N suddetto;
Revision iteration, che rappresenta l'esponente tecnico della matematica e, se sono appli-cabili devono essere indicati anche il draft o il dash del modello solido;
Record of DIP changes rappresenta il registro che tiene conto delle varie modi che di re-visione del documento. Ogni qual volta viene apportata una modi ca al DIP, in questo settore devono essere annotate tutte le indicazioni necessarie a risalire alle modi che eet-tuate. Le informazioni da inserire sono: il numero di revisione (che è un numero progressivo da 1, che rappresenta il nuovo rilascio, a X), la data di emissione del documento, il nome di colui che ha emesso il documento, ed in ne una piccola descrizione del motivo per cui viene modi cato il numero di revisione. La prima causale rappresenta sempre il nuovo rilascio del documento. Per le revisioni successive alla prima, solitamente un documento viene cambiato per un cambio di esponente tecnico del P/N, il cambiamento di una quota o l'eliminazione di un ballone.
Nella parte bassa del cartiglio sono presenti le seguenti informazioni: il nome del disegnatore del DIP;
la data in cui viene emesso il documento;
il nome di colui che controlla il documento, che solitamente è sempre il responsabile del controllo;
la data in cui viene controllato il documento;
il tipo di vista o sezione presente in quel determinato foglio, che sia una Capture o una vista/sezione implicita (questo aspetto sarà trattato nel paragrafo 5.1.2.2);
l'indice di criticità assegnata alla parte, che viene de nito dal cliente e viene sempre riportato nella DBT;
il grado di rugosità generale del componente, che solitamente viene assegnato in una nota della DBT;
il tipo di metodo di proiezione utilizzato per la realizzazione del DIP;
il numero di ballone presente nella pagina; viene cioè registrato il numero di ballone più basso presente nella pagina e il numero di ballone più alto, in modo da tenere un registro nelle varie pagine dei balloni presenti e permettere una più rapida consultazione, in caso di revisione. Infatti possono veri carsi i casi in cui in una pagina siano presenti molti balloni, e nel caso di una revisione del PDC per il cambiamento di una quota, tenere tale registro può velocizzare la ricerca della pagina interessata;
il nome di colui che esegue la veri ca del PDC e lo approva. Il piano di controllo infatti viene controllato da personale specializzato nel Digital Manufacturing presso il cliente (in
questo caso Agusta Westland), che veri ca la rispondenza alle speci che e alla matematica e sottopone eventuali correzioni o aggiunte da fare. Una volta che il DIP risulta conforme alle speci che, viene apposta la rma dal responsabile controllo DMFG, congelato e archiviato; l'ultimo riquadro prevede il numero del foglio del PDC.
5.1.2.2. Regole per redigere i Piani di Controllo
Come già visto per la redazione dei fogli operativi, per la redazione dei PDC è necessaria una buona conoscenza della speci ca ASME Y14.5-2009, che disciplina le linee guida per l'uso delle tolleranze geometriche nella progettazione. Tale norma stabilisce procedure uniformi per l'inter-pretazione e l'uso delle tolleranze geometriche e i relativi requisiti per l'uso sui disegni meccanici e nei relativi documenti. Infatti, come visto in [8] e richiamato nel capitolo 3.2.1, i modelli in DMFG fanno uso massiccio delle tolleranze geometriche di forma. Secondo la norma ASME Y14.5-2009, un pro lo a cui sia assegnato una tolleranza di forma pari a 0.XYZ deve necessaria-mente giacere fra due pro li uguali a quello basico distanti al massimo 0.XYZ mm, al cui interno sia compreso il pro lo esatto. Questa dicitura ha suscitato varie controversie, poiché anche se la tolleranza assegnata è geometrica, ad ogni quota lineare in tolleranza generale di lavorazione deve essere poi assegnato un campo di tolleranza con uno scostamento superiore ed uno scosta-mento inferiore, che rispetti la speci ca ASME Y14.5-2009. Ad esempio, se nel componente fosse presente un raggio di raccordo, le coordinate del centro del raggio quali coordinate dovevano avere? E quale era il limite inferiore ed il limite superiore del campo di tolleranza del raggio, data una certa tolleranza geometrica di pro lo? Per evitare incomprensioni, sono state prodotte e concordate con il cliente le seguenti regole:
nel caso la quota rappresenti la distanza tra due elementi che sono dei riferimenti per una tolleranza geometrica, si applica una quota basica;
nel caso la quota sia tra un riferimento ed un pro lo libero, si applica una tolleranza di
±0.XY Z2 , dove 0.XYZ rappresenta il valore della tolleranza implicita di pro lo assegnato
come tolleranza generale;
nel caso la quota sia tra due pro li liberi, si applica una tolleranza di ±0.XY Z, dove 0.XYZ rappresenta il valore della tolleranza implicita di pro lo assegnato come tolleranza generale.
In questo modo sono stati concordati dei metodi univoci per la stesura dei Piani di Controllo, che non portassero a fraintendimenti e non conformità dopo aver eettuato il controllo nale.
Le viste e le sezioni all'interno di un DIP si dividono in Capture e implicite, come visto nel capitolo 5.1.2.1. Le Capture rappresentano quelle visualizzazioni che sono presenti nella mate-matica CATIA® (come ad esempio in gura 3.3) , mentre le viste implicite sono delle sezioni che non -sono presenti nella matematica, ma sono necessarie per capire il componente e ripor-tano delle quote necessarie per la de nizione dello stesso. In un PDC, tutte le Capture devono essere obbligatoriamente riportate, ballonando le eventuali quote e note della DBT presenti. Per importare una vista dalla matematica su un disegno 2D CATIA®, è necessario utilizzare il co-mando Vista da 3D presente nella barra di coco-mando Viste , situata solitamente a lato del
Figura 5.3.: Pulsante Vista da 3D
foglio 2D, come è possibile vedere in gura 5.3. Una volta selezionato il comando, è necessario andare sulla nestra della matematica 3D, scorrere nell'albero logico del componente le voci no ad arrivare a Serie di annotazioni. Una volta cliccato con il tasto destro su tale voce del menù, è necessario attivare (se non è già stato fatto in precedenza) le annotazioni selezionando la voce Attiva/Disattiva serie di annotazioni. Si aprirà un menu a tendina con varie voci: Catture, Viste, Riferimenti, Note, Quote, Rugosità, Tolleranze geometriche ecc. In questo caso, bisogna andare ad espandere il menù Viste, come mostrato in gura 5.4, e comparirà nel foglio 2D la vista corrispondente selezionata. Perché siano visibili le note, le quote e tutte le caratteristiche presenti nella Capture è necessario che la Capture a cui la vista si riferisce sia attiva al momento dell'importazione sul 2D. Come nel caso di gura 5.4, alla vista V01 corrisponde una determinata Capture nel sottoinsieme Catture dell'albero logico. Nel momento in cui non è attiva, sul foglio 2D verrà visualizzata la vista senza le annotazioni contenute. Nel caso questo evento succeda, è su ciente andare ad attivare la Cattura corrispondente, tornare sulla nestra del foglio 2D e aggiornare la vista, possibile utilizzando il pulsante Aggiorna il foglio corrente, come visibile in gura 5.5, o utilizzando lo shortcut Ctrl+U. In questo modo è possibile importare una Cattura sul DIP. È obbligatorio, ai ni del DIP, che tutte le catture siano presenti sul piano di controllo, in quanto queste contengono le informazioni che il progettista del componente ha ritenuto più importanti. Le regole per la ballonatura nei Piani di Controllo sono le stesse viste nel capitolo 5.1.1. Per quanto riguarda le note presenti nelle Capture, è necessario chiarire alcuni dettagli. Nonostante le Catture del modello contengano le note e la super cie di riferimento, talvolta può accadere che la nota in questione sia riferita a più super ci di cui la Cattura non tiene conto. In tal modo, utilizzando solo la vista importata da 3D, l'operatore che consulti il Dimensional Inspection Plan per eseguire il controllo nale del componente potrebbe essere tratto in inganno, in quanto la nota non va a toccare tutte le super ci interessate. In tal caso è necessario utilizzare delle viste aggiuntive che vadano a integrare le informazioni sulla nota. Un esempio sono le
Figura 5.4.: Menù Viste sulla matematica 3D
pagine 7 e 8 del PDC del particolare visibile in gura B.7 e gura B.8. A pagina 7 è inserita la Cattura relativa alla nota 7, che viene ballonata con il numero 53. Poiché non è immediatamente comprensibile quali sono le regioni del componente a cui la nota 7 si riferisce, vengono aggiunte a pagina 8 alcune note riportanti la dicitura 53 RIF., che richiamano la nota nella Capture della pagina precedente ma esplicano in maniera più incisiva quali sono eettivamente le regioni a cui si riferisce. Il metodo utilizzato per migliorare la comprensione è lo stesso utilizzato per sche-matizzare le fasi di verniciatura nei fogli operativi, come già visto nel capitolo 4.3.2.5, con delle frecce che si congiungono alla nota per delimitare la regione a cui la nota si riferisce. In questo modo l'addetto al controllo che veri ca la rispondenza del pezzo ai requisiti della matematica è agevolato nel lavoro, riuscendo a ltrare pezzi non conformi prima dell'invio al cliente, in modo da poter essere ritoccati, se possibile, o chiesta concession nel caso non sia possibile ottenere la rispondenza del pezzo alle condizioni riportate nella matematica.
Un'altra regola utilizzata nei Piani di Controllo è quella di utilizzare la prima pagina, o even-tualmente la seconda (a patto che la prima pagina contenga una vista del componente e non una sezione), che rappresenti una vista che contenga tutte le sezioni utilizzate nel DIP, sia che esse siano sezioni presenti nelle Catture o che siano sezioni implicite utilizzate dal metodista che redige il PDC. Questa regola è valida anche per le viste di zone particolari, che non sono immedia-tamente riconoscibili dal disegno. Questa regola è stata introdotta per facilitare la comprensione del PDC, in quanto, mentre sulla matematica la zona in cui si trova una sezione può essere im-mediatamente riconosciuta semplicemente guardando il resto del modello 3D, in un disegno 2D potrebbe non essere facile capire dove si trova la sezione. Un esempio è costituito dal particolare 6F6320A33251, chiamato CASE, COVER ACCESSORY. Questo componente è utilizzato come carter per la trasmissione del nuovo elicottero AW169, che prenderà il posto dell'AW109 a partire dal 2015, in quanto nel 2014 è prevista la fase di validazione presso le autorità competenti del nuovo velivolo. In gura 5.6, è possibile vedere uno schema delle sezioni presenti nel componente. Senza tale schema esplicativo, non sarebbe possibile capire per l'operatore capire quale sezione sta andando a controllare e soprattutto quale quota all'interno del particolare.
Nel modello solido 3D è possibile andare a controllare le quote esatte utilizzando il comando Misura elemento nel caso di un elemento solido quale un diametro, un foro o una qualunque feature di lavorazione. Nel caso sia necessario trovare la distanza tra due feature di lavorazione, quale ad esempio un asse ed un piano, è necessario utilizzare il comando Misura tra, come visto nel capitolo 3.2.1. È necessario poi tradurre queste distanze esatte in quote tollerate, con le regole viste all'inizio del paragrafo. Esistono però casi speci ci, come la localizzazione dei centri dei raggi di raccordo, che meritano una puntualizzazione. Per il controllo dei raccordi, è possibile usare il pro lometro, ma la localizzazione del centro presenta più di coltà, anche nella realizzazione sotto macchina. All'inizio del programma Digital Manufacturing, era stata adottata la regola di non quotare le distanze del centro del raggio dalle super ci di riferimento. In questo modo però si sono veri cati dei problemi all'atto del montaggio, in cui gli ingombri dei raggi risultavano troppo decentrati e quindi interferivano con altri componenti dell'assieme. A quel punto, i componenti dovevano essere rilavorati, riprotetti in accordo al disegno e riammessi al montaggio, In seguito a questo inconveniente, è stato deciso di quotare i centri dei raggi di raccordo come quote basiche, in accordo con le tolleranze di forma descritte nella ASME
Y14.5-L. Nicoletti
16/11/2012
2009, e tollerare soltanto il raggio. In questo modo risulta più facile per l'operatore addetto al controllo veri care la rispondenza del particolare alle speci che di progetto.
5.2. Controllo o-line
Il controllo o-line è la realizzazione dei programmi di controllo partendo direttamente dalla ma-tematica 3D e non dal pezzo nito. La realizzazione dei piani di controllo può essere ottenuta in due modi: sotto macchina con il pezzo nito, andando sicamente a toccare con il tastatore della macchina Zeiss® la feature del pezzo che si desidera controllare, oppure usando il programma Calypso, sviluppato dalla Zeiss e speci co per i le con estensione *.CatPart.
5.2.1. Metodo precedente
Il metodo nora in uso prevedeva che l'operatore addetto alla macchina Zeiss utilizzasse il primo pezzo di ogni componente per redigere il programma di controllo. In particolare, sulla base della sua esperienza e del volume e peso del pezzo da controllare, provvedeva per prima cosa a piazzare il pezzo in macchina, montato su un attrezzo di bloccaggio che serviva per evitare che il contatto con il tastatore muovesse l'oggetto. Per il bloccaggio dei pezzi era possibile utilizzare i comuni attrezzi da o cina, quali morse, mandrini autocentranti e a morsetti indipendenti, supporti ecc. Il bloccaggio era necessario ogni qual volta il pezzo fosse di dimensioni e peso abbastanza piccoli da essere spostato ad ogni contatto con il tastatore. Infatti la macchina Zeiss possiede un range di forze di contatto regolabile, cioè è possibile settare una determinata forza di contatto superata la quale il tastatore acquisisce la posizione e la misura. Tali forze sono dell'ordine dei decimil-lesimi/centomillesimi di N, ma potrebbero essere su cienti a creare un movimento del pezzo o comunque un momento ribaltante tale da far perdere al pezzo la sua posizione originale. Inoltre è opportuno far eseguire al pezzo il minor numero di piazzature possibili, in quanto, come per le macchine utensili, eseguire il controllo con una sola piazzatura aumenterebbe la precisione della misura. Una volta individuata la piazzatura migliore per controllare il pezzo eseguendo meno cambi di posizione possibile, era necessario, disegno alla mano, indicare al programma Zeiss la posizione ed il tipo di feature da controllare. Veniva cioè indicato al programma quale di tipo di feature fosse (piano, foro, pro lo) e la sua posizione rispetto ai riferimenti di partenza. Queste ultime corrispondono alle super ci necessarie al programma di controllo per caratterizzare la posizione spaziale del componente sulla tavola della macchina. Solitamente, per caratterizzare tale posizione, viene indicato al programma un piano ed un asse di un foro. Queste super ci costituiscono i riferimenti di partenza del programma Zeiss, ma, se possibile, devono corrispon-dere anche ai riferimenti di eventuali tolleranze geometriche presenti sul componente, in modo da assicurare che il sistema di riferimento, che la macchina costruisce per il controllo, sia il più possibile uguale a quello previsto dal progettista in fase di progettazione. In questo modo, si ha una misura più accurata delle tolleranze geometriche con riferimento. Una volta selezionati i riferimenti e misurata la posizione eettiva con il tastatore, è possibile aggiungere super ci al programma di controllo semplicemente indicando il tipo di super cie, la sua posizione e eventuali tolleranze geometriche da controllare. Una volta inserite tutte le feature, l'operatore decide il tipo di tastatori da utilizzare per il controllo, li monta nelle sedi preposte ad ospitare i tastatori,
assegna loro un codice con la sua posizione nella griglia ed indica al programma a quale step deve eettuare il cambio degli stessi con la posizione del tastatore da inserire. A questo punto viene eettuata una prova del programma, con l'operatore presente alla macchina che può bloccare il programma in caso di emergenza. Se il programma funziona, viene salvato e lo schema dei tastatori congelato in modo da poter essere utilizzato per i successivi lotti di produzione. Tale metodo, anche se ormai consolidato, risulta comunque un metodo poco produttivo, in quan-to immobilizza la macchina di misura per il tempo necessario a preparare il programma. Tale macchina risulta dunque improduttiva per tutto il tempo, cosa che potrebbe avere ripercussioni anche sul lavoro in o cina, poiché se il pezzo da modi care è primo, no a che non viene dato il benestare dal controllo, l'operatore alla macchina non lavora gli altri pezzi del lotto, col rischio di generare non conformità. In tale modo però si generano dei delay e dei costi aggiuntivi dovuti alla mancata produttività che moltiplicati per il numero dei pezzi prodotti possono esplodere.
5.2.2. Controllo o-line con il programma Calypso®
Il programma Calypso, creato dalla Zeiss su misura per essere utilizzato con il programma CA-TIA®, è un programma che basa la sua architettura e la sua interfaccia sui programmi Zeiss a bordo macchina. La grande forza di Calypso è rappresentata dal fatto che esso è in grado di leggere i le di CATIA® ed importarli in un formato leggibile per l'esecuzione di programmi di controllo in o-line. Il programma infatti si trova su una postazione separata ed indipendente rispetto alle macchine di misura, e permette di eseguire un programma di controllo in ombra alle macchine. L'interfaccia di Calypso è la medesima di un programma di controllo Zeiss, la sola dierenza è che è possibile preparare il programma di controllo non avendo il pezzo sica-mente sotto macchina, ma avendo solo la matematica 3D, come mostrato in gura 5.7. Questo programma presenta un duplice vantaggio:
1. è possibile preparare programmi di controllo mentre la macchina è impegnata su altri componenti, ottenendo un vantaggio di produttività immediato. Infatti il controllo dei particolari può richiedere tempo a seconda della complessità del componente da controllare. Vi sono pezzi, quale ad esempio il P/N 6F6320A33251 visto in gura 5.6, che può richiedere no a due ore per il controllo di tutte le caratteristiche. In questo tempo, una volta lanciato il programma, l'operatore può lavorare alla preparazione di un programma di controllo di un altro particolare, incrementando la produttività di reparto ed abbattendo i costi; 2. è possibile creare programmi di controllo delle fasi intermedie di lavorazione, riducendo le
attese benestare fra una fase di lavorazione e l'altra. Infatti mentre prima era possibile utilizzare Calypso solamente per creare i programmi di controllo del componente nito ( in quanto il cliente provvedeva all'invio dei le della fusione e del macchinato nito), con lo sviluppo delle matematiche intermedie è possibile avere il doppio vantaggio di utilizzare il modello solido per la programmazione CAM, ma anche per creare il programma di controllo. In questo modo, si aumenta la produttività poiché è possibile creare tali programmi in ombra alla macchina di misura, e viene ridotta in modo considerevole l'attesa benestare dell'o cina.
Figura 5.7.: Interfaccia del programma Calypso
Il programma, una volta eseguito , viene testato sul primo pezzo con l'operatore che sta a bordo macchina per evitare collisioni della macchina di controllo con il componente; una volta che il programma viene provato è possibile congelarlo e far lavorare la macchina non presidiata. L'unico svantaggio di tale metodo è rappresentato dal fatto che occorre personale altamente quali cato per poter utilizzare il programma; infatti, se fosse necessario fare delle modi che sia sul programma che sulla matematica intermedia, l'operatore dovrebbe possedere una buona conoscenza dei due sistemi, cioè una conoscenza abbastanza approfondita sia di come lavora la macchina di misura sia di come funziona la creazione delle matematiche intermedie.
5.3. Piani FAI (FAI Plan)
Il piano FAI, acronimo per First Article Inspection, è il documento fondamentale per la quali ca di un processo produttivo per un componente aeronautico. Ogni componente aeronautico deve possedere un proprio piano FAI di riferimento ogni qualvolta esso rappresenti il primo lotto di produzione. Il FAI serve per rendere evidente che i metodi utilizzati per la produzione e la-vorazione di quel componente sono conformi alle norme aeronautiche, e che il produttore ha le quali che necessarie per eseguire quei componenti con quel grado di precisione, che i processi speciali eseguiti su quel componente sono stati fatti da personale quali cato in possesso delle certi cazioni necessarie, e che i processi critici sono stati eseguiti in conformità alle norme pre-viste. I FAI sono documenti che devono essere redatti dal produttore ed inviati in approvazione al cliente prima dell'invio delle parti, che devono essere validati dal cliente prima che le parti vengano eettivamente montate sul velivolo e devono essere conservati su micro lm per tutta la durata di vita dei componenti a cui fanno riferimento. Esistono due tipi di piani FAI:
I piani FAI completi, che vengono realizzati per il primo lotto di produzione di un compo-nente oppure ogni qual volta vengono eettuate modi che evidenti al disegno produttivo, ad esempio il particolare passi da costruzione parziale a totale o venga eseguita una revisione del disegno con variazione signi cativa delle quote;
i Delta FAI, che sono piani che prevedono la riquali ca solo di una parte del processo di produzione. In questo caso solitamente viene eseguita la riquali ca di un processo speciale, poiché per eseguire questi tipi di processo è necessario essere in possesso di una Dichiara-zione di Quali ca Processo (DQP). Il DQP viene rilasciato ad una speci ca persona, che può lavorare soltanto all'impianto al quale è stata eseguita la quali ca. Poiché i processi speciali vengono a dati a fornitori esterni, ogni volta che il fornitore perde la quali ca è necessario cambiare il fornitore e rieseguire la quali ca dei lotti successivi, in quanto viene variato il processo produttivo.
I piani FAI devono essere rmati in ogni sua pagina dal responsabile del controllo qualità, che si deve assicurare che tutta la documentazione sia presente, corretta e che riporti esattamente tutti i dati previsti per quel particolare. Anche un solo foglio non rmato, o che riporti un dato incompleto oppure errato può invalidare la quali ca, con conseguenze anche a livello penale.
5.3.1. FAI completo
Il piano FAI completo deve contenere la descrizione ed il controllo di tutte le caratteristiche siche e tecnologiche per la costruzione della parte. Per caratteristiche siche si intendono tutte quelle che possono essere rilevate con uno strumento di misura e si intendono i valori delle quote riscontrate a disegno che vengono rilevati con un report di una macchina di misura, di un pro lometro o tramite l'uso di una scheda di collaudo. Le caratteristiche tecnologiche di un componente vengono de nite come tutti i controlli non distruttivi e tutti i processi speciali e critici che possono essere eettuati sulla parte e che riportano comunque un esito nale del controllo eettuato. In questo caso viene eettuato un elenco di tutti i controlli da eettuare sulla parte (che saranno diversi da componente a componente) e per ogni controllo viene richiesto di produrre dei documenti da allegare al piano. I documenti richiesti possono variare da certi cati emessi da personale o aziende quali cate (quali ad esempio un controllo eseguito con liquidi penetranti ovvero un controllo magnetico), ad una semplice veri ca dell'ordine di lavoro, che riporti la fase di controllo con la rma del responsabile, che ha eseguito l'operazione. Il piano viene eseguito su un singolo particolare di un lotto, se al suo interno sono presenti più componenti.
Il piano FAI è suddiviso in sottosezioni, ognuno della quali ha come prima pagina una copertina riassuntiva che riporta le seguenti indicazioni:
un intestazione con il simbolo del costruttore e il tipo di documenti contenuti all'interno di quella sezione;
il tipo di prodotto che viene consegnato al cliente, cioè se si tratta di un semilavorato oppure di un prodotto nito;
l'esponente tecnico del disegno;
il draft del disegno (se applicabile alla parte); il nome del componente;
il numero di ordine di lavoro del cliente (nel caso sia applicabile, cioè in caso si tratti di una costruzione parziale) ed il numero di ordine di lavoro dell'azienda che produce il particolare (Costruzioni Novicrom in questo caso);
il S/N sul quale viene eseguito il piano FAI; il grado di criticità del componente;
l'ordine di acquisto del cliente.
La copertina rappresenta una sorta di check-list che contiene tutte le indicazioni dei documenti da preparare all'interno della sottosezione. Un esempio è riportato in gura 5.8.
5.3.1.1. Controllo caratteristiche siche
I piani FAI completi devono contenere necessariamente le seguenti parti: il controllo della docu-mentazione tecnica ed il controllo dei documenti di lavorazione. Il controllo della docudocu-mentazione tecnica è la sezione all'interno della quale sono presenti i documenti che servono per la veri ca delle caratteristiche siche del pezzo. I documenti all'interno di questa sezione sono i seguenti:
1. Certi cato di conformità, che rappresenta il certi cato rilasciato dal costruttore della parte che attesta il rispetto delle norme costruttive e la rispondenza dei processi di produzione e del componente alle norme prescritte. Viene rilasciato dal responsabile del controllo qualità, e riporta le indicazioni relative al componente quale P/N, S/N, numero di ordine di lavoro e la quantità prodotta. Dopo questo riporta i controlli eseguiti sul pezzo ed il loro esito. In seguito vi è una parte contenente la gestione delle non conformità, che riporta eventuali concession presenti sui pezzi e lo stato della concession. In ne presenta il nome del compilatore del certi cato (il responsabile del controllo qualità) e la dichiarazione di conformità del prodotto;
2. il piano FAI, che riporta tutti i controlli che devono essere eseguiti su quel particolare; 3. i disegni ballonati, descritti nella sezione 5.1.1;
4. la distinta base tecnica del componente, già descritta nel capitolo 3.2.1;
5. il FAIR, acronimo che sta per First Article Inspection Report, rappresenta il report che contiene il valore numerico di tutte le quote rilevate sulla parte e che fanno riferimento al disegno ballonato. Per ogni singola quota ballonata, deve esistere una voce all'interno del FAIR che riporta il valore numerico (ove possibile) della quota. Possiede, inoltre, un'in-testazione all'interno della quale vengono inserite le informazioni relative al particolare, quale P/N, S/N esponente del disegno, numero di ordine di lavoro, numero di commessa, ordine di acquisto e nome del compilatore. Nel corpo del FAIR vengono indicate tutte le
caratteristiche siche controllate e lo strumento di controllo; in particolare la prima colonna contiene il numero di ballone presente sul disegno a cui fa riferimento, la seconda colonna la descrizione della caratteristica del disegno da controllare, la terza riporta il valore numerico o in casi quali note a DBT o controlli impossibili da eseguire, la conformità del pezzo alla richiesta del disegno. Quest'ultimo caso si veri ca quando la caratteristica è sicamente impossibile da controllare, come ad esempio il preforo di maschiatura, in quanto la fase di foratura e maschiatura viene eseguita consecutivamente, senza andare a controllare il pezzo in macchina. In questo caso sul risultato compare la scritta CONFORME, in quanto il risultato è garantito dal processo produttivo utilizzato. La colonna successiva riporta lo strumento con cui è stato eettuato il controllo, strumento che può essere una macchina di misura a coordinate, un pro lometro/rugosimetro o niente, nel caso la caratteristica possa essere veri cata in altro modo (ad esempio visivamente per il controllo dell'uniformità della verniciatura). L'ultima colonna contiene in ne il timbro dell'operatore che ha eseguito il controllo e del responsabile del controllo qualità che supervisiona il controllo eettuato. Il FAIR deve contenere quindi il report di tutte le caratteristiche presenti a disegno;
6. i report della macchina di misura, che contengono le letture rilevate sul pezzo dalla mac-china. Queste misure rilevano se sono rispettate le tolleranze dimensionali quali diametri, quote lineari e distanze tra piani, e le tolleranze geometriche;
7. le schede di collaudo, costituite da schede manoscritte in cui l'operatore riporta il valore delle quote eseguite con strumenti manuali quali micrometri, tamponi lettati o P-NP o altri strumenti di misura;
8. le eventuali concession presenti sul pezzo, che saranno descritte nel capitolo 6.
Il controllo dei documenti di lavorazione è invece una raccolta dei documenti inerenti il processo di lavorazione. Questi tipi di documenti sono necessari per il controllo delle caratteristiche siche, ma anche dei controlli non distruttivi. All'interno di questa sezione devono essere riportati i seguenti documenti:
1. l'ordine di lavoro (OL) AW rmato dal responsabile del controllo qualità. Questo docu-mento è applicabile solo nel caso in cui il lotto sia una lavorazione parziale, per cui esiste un ordine di lavoro per le fasi che non vengono eseguite dal cliente esterno. Questo OL comprende anche le fasi eseguite dal fornitore, e il fornitore deve necessariamente rmare e timbrare le fasi di sua competenza;
2. l'OL in bianco approvato dall'ingegneria AW. Questo è un passaggio necessario, in quanto prima di iniziare le lavorazioni di un particolare il metodista responsabile dell'industrializ-zazione del componente deve inviare in approvazione all'ingegneria AW il ciclo in bianco completo dei documenti necessari alla lavorazione (che solitamente sono i fogli operativi). Questo viene visionato dal cliente, che provvederà a segnalare eventuali inesattezze ed a re-inviarlo al metodista per essere corretto. Una volta che il ciclo ed i fogli operativi vengono approvati, è possibile partire con le lavorazioni del componente;
3. l'OL vistato, cioè rmato e timbrato in ogni sua parte. All'interno dell'ordine di lavoro ogni fase deve essere rmata dall'operatore che ha eseguito tale fase, timbrata nel caso sia
Figura 5.9.: Pagina di un FAIR
in possesso di un timbro, e riportante la data e il numero di pezzi eseguiti all'interno della fase;
4. l'ordine di acquisto del cliente, riportante il particolare in oggetto con l'esatta quantità e con il giusto requisito di qualità. Il requisito qualità rappresenta il livello di controllo al quale viene sottoposta la parte. Esistono due tipi di programmi qualità: il programma A, valido per velivoli civili, ed il programma F, che è valido per i velivoli militari. All'interno di questi due gruppi, su ogni ordine di acquisto viene speci cato un requisito qualità che può essere V o Z. Il requisito qualità V viene utilizzato per lotti che non richiedono quali ca tramite piano FAI perché la quali ca di quel processo produttivo è già stata eettuata per un altro lotto degli stessi pezzi, mentre nel caso di requisito Z è necessario andare ad emettere un piano FAI (completo nel caso di primo lotto o parziale nel caso si tratti di un cambiamento parziale del ciclo di lavoro). È compito del responsabile del controllo qualità veri care che il requisito qualità per quel lotto sia corretto, e nel caso sia necessario eseguire una nuova quali ca, chiedere l'emendamento dell'ordine per il cambio del requisito qualità;
5. il documento di trasporto del materiale. Questo è rappresentato dalla bolla di consegna del materiale al costruttore, bolla che attesta che si sta lavorando su materiale fornito dal cliente. Nel caso di fusioni, vengono riportati al suo interno i S/N ed il numero di lotto della colata, mentre nel caso di semilavorati vengono riportate la quantità e la speci ca di riferimento del materiale utilizzato per la barra. Nel caso sia una barra di semilavorato, è necessario eseguire un controllo sulla condizione iniziale del materiale (chiamato in gergo stato iniziale del materiale) inviato e la condizione nale prevista dalla DBT. Questo perché
è possibile che nelle note della DBT non venga indicato un trattamento termico da eseguire che viene invece richiesto per raggiungere determinate caratteristiche meccaniche, quale una tensione di snervamento ed una certa durezza. In questo caso è il controllo che si occupa della veri ca, e la comunica all'U cio Tecnico per eventualmente eseguire le dovute correzioni sul ciclo.
5.3.1.2. Controllo prove non distruttive, processi speciali e critici
Dopo i documenti per il controllo delle caratteristiche siche, sono previsti i documenti per i controlli non distruttivi. Questi controlli sono diversi da componente a componente, in quanto cambiano secondo i tipi di materiale; ad esempio un controllo magnetoscopico può essere eet-tuato solo su componenti ferromagnetici. La lista dei controlli non distruttivi richiesti cambia quindi da piano FAI a piano FAI, e viene riportato in una tabella che indica i controlli da eet-tuare. Esistono due tipi di controlli non distruttivi: i processi speciali quali ad esempio i liquidi penetranti, i rivestimenti protettivi, i controlli magnetoscopici, ed i processi critici, quali durezza, verniciatura:
i processi speciali devono essere eseguiti con apparecchiature quali cate da personale in possesso di una abilitazione, che può certi care che il trattamento eseguito rispetta la spe-ci ca a cui il processo fa riferimento. All'interno di questi controlli, devono essere prodotti i certi cati di conformità del pezzo, a testimonianza del fatto che il processo è stato eseguito secondo le norme prescritte e che il pezzo ha superato eventuali controlli. Questi processi prevedono ispezioni con controlli non distruttivi, per mezzo di liquidi penetranti, ispezio-ne magispezio-netica, ma anche il controllo di rivestimento della resina e/o la cromatazioispezio-ne delle leghe di magnesio. Per questi tipi di processi devono essere prodotti i seguenti documenti: certi cato di conformità, che attesti la rispondenza del pezzo alle prescrizioni contenute nelle norme applicabili; le Dichiarazioni di Quali ca Processo (DQP), che sono i certi cati rilasciati da AgustaWestland che attesta che quel fornitore può eseguire quello speci co processo ( i certi cati hanno una scadenza temporale e devono essere rinnovati ogni 3 anni e sono validi solo se la persona in possesso dell'abilitazione lavora con quell'impianto, in caso contrario deve essere rieseguita la quali ca del processo); eventuali schede master di processo, che descrive le procedure operative con il quale viene eettuato il controllo; i processi critici, come il controllo rugosità, visivo, della verniciatura devono essere eseguiti
da personale quali cato ma non richiedono la quali ca preventiva del processo. Per questi tipi di controllo è necessario solitamente la veri ca dell'OL, cioè che la fase corrispondente sia eseguita da personale abilitato. Esistono processi critici che necessitano di indicazioni supplementari, come ad esempio nel caso della verniciatura che richiede che anche il ma-teriale utilizzato sia certi cato, ed è quindi necessario indicare nell'apposita copertina di riferimento gli estremi della vernice, quale ad esempio il tipo, la speci ca di riferimento e la data di scadenza. Nel caso del controllo rugosità, ove richiesto, devono essere allegati i report del rugosimetro con l'indicazione della super cie controllata, mentre nel caso del controllo della marcatura deve essere eseguita una foto della zona di marcatura che riporti le indicazioni complete marcate chiaramente. Nel caso in ne del controllo visivo, viene
eettuato eettuando un'apposita scheda di controllo che riporta le voci da controllare con l'esito del controllo.
5.3.2. Delta FAI
Il FAI parziale, chiamato in gergo Delta FAI, è un documento che serve nel caso si veri chi un cambiamento rispetto al ciclo congelato del ciclo di produzione. Questo avviene nel caso di cambiamento di un sub-fornitore di un processo speciale, che comporta un disallineamento del ciclo produttivo rispetto a quello congelato. In questo caso, poiché tutti gli altri processi produttivi rimangono invariati, viene richiesta solo la quali ca dei processi che subiscono una variazione rispetto al ciclo originale. Per questo motivo, il piano FAI non richiede il controllo delle caratteristiche siche ma solo il controllo delle prove non distruttive che subiscono una variazione. È però necessario che venga emesso una revisione del ciclo precedente, che riporti le variazioni veri catesi, che venga nuovamente mandato in approvazione presso il cliente, il quale eettua le correzioni necessarie. Una volta che il ciclo viene approvato, sul primo lotto di produzione deve essere eseguita la quali ca FAI. I documenti necessari per la compilazione di un Delta FAI sono leggermente dierenti rispetto ad un FAI completo, in particolare nei documenti tecnici sono richiesti:
il certi cato di conformità rilasciato; il piano FAI approvato dal cliente; la distinta base tecnica.
Non sono quindi necessari tutti i documenti per la quali ca delle caratteristiche siche, quali FAIR, rapporti delle macchine di misure e del rugosimetro/pro lometro. Per quanto riguarda i documenti di lavorazione, questi rimangono invariati, in quanto sono necessari alla veri ca che il ciclo produttivo sia allineato al ciclo approvato. L'ordine di acquisto ed il documento di tra-sporto servono per veri care che il fornitore abbia eettivamente ricevuto l'ordine ed il materiale necessario alla lavorazione del particolare. Per quanto riguarda i processi relativi ai controlli non distruttivi, viene richiesta solamente la riquali ca del processo il cui sub-fornitore viene cambiato. Nel caso si tratti di un processo speciale, viene richiesto di esibire la documentazione già descritta nel capitolo 5.3.1.2, come il certi cato di conformità, la DQP e l'eventuale scheda master se il processo la richiede.
